基于Pro/E骨架模型的戶式風管機設計
闡述了Pro/E 自頂向下設計的優點和實現方法,并利用該方法實現戶式風管機的整體結構設計。從戶式風管機總體設計布局和結構層次入手,建立各級系統的控制關系,確定主要零部件的設計參數,創建骨架模型進行參數傳遞,完成零部件結構設計,并以骨架模型為參照,實現零部件裝配和整體結構控制。采用Pro/E 自頂向下設計方法,提高了設計效率和設計準確性,并為模型控制和變形設計提供了方便。
戶式風管機(Air-Handler)是一種家用中央空調,利用風道連接可將換熱空氣傳輸到各個獨立空間,其結構簡單緊湊、安裝方便。本文采用自頂向下的設計方法,利用Pro/E 相關設計功能,從產品的設計意圖和結構層次入手,以Pro/E 骨架模型為載體傳遞信息參數,結合外部獨立零件裝配關系,實現戶式風管機的參數化模型設計。
1、Pro/E 自頂向下設計方法
在 Pro/E 應用技術中,實現自頂向下設計的方法常用的有兩種:主控模型設計(Master Part)和骨架模型設計(Skeleton)。主控模型設計是利用一個主控零件控制多個零件,使受控零件自動跟隨主控零件改變的方式實現。骨架模型設計是利用點、線、面等完成3D 總體構架模型,用以規范和控制設計全局。自頂向下設計優點為:①設計思路與設計流程相符,能有效把握設計目標和要求,提高設計準確度;②可實現設計信息集中管理,便于產品設計修改和完善;③有利于產品設計的協同開展,實現并行設計,提高設計效率。
2、戶式風管機自頂向下設計過程
2.1、戶式風管機的設計布局
本文所設計的戶式風管機總體外形尺寸為500 mm(寬)×600 mm(深)×1000 mm(高),其結構包括機組外殼、風機系統、換熱器系統、電控系統等幾大部件,如圖1 所示。產品設計初期,需要根據設計目的及產品功能、結構需求規劃產品設計空間布局,確定關鍵零部件形狀及位置的相互關系。可利用草繪或簡單示意圖繪制產品的結構框架,并確定關鍵尺寸和主要設計參數,如風機外形尺寸、電器盒高度、風機與換熱器位置關系等。
2.2、戶式風管機結構層次設計
利用 Pro/E 自頂向下設計功能,考慮采用骨架模型作為載體傳遞設計參數,需要劃分清楚產品結構中各零部件的層次關系,以利于信息參數在各級系統中的準確傳遞,戶式風管機結構層次設計圖如圖2 所示。將總體布局的外形尺寸、各主要部件位置關系、各主要零部件輪廓尺寸作為頂級輸入參數,各下級子系統利用上級系統傳遞的信息參數,創建各級子系統的設計方案及參數,以此一級一級將信息參數往下傳遞并在各子系統創建自身設計方案的方法實現自頂向下設計,如圖3 所示。保證各級系統的控制關系和參數準確性。

圖 1 產品設計空間布局總體構思

圖 2 戶式風管機結構層次設計圖

圖 3 骨架關系圖
4、結束語
應用 Pro/E 自頂向下設計功能,以骨架為載體傳遞信息參數完成戶式風管機的開發設計,能有效地貫徹設計思路和總體目標,使設計達到預期的目的和要求。同時,在進行較復雜的設計工作時,可實現各子系統的同步開發,團隊成員有效分工協作,項目負責人通過控制頂級骨架模型,從而保證總體裝配和整體設計思路的正確性。